Как влияет cos ? На экономические показатели

Для выяснения влияния коэффициента мощности на экономические показатели электротехнических установок рассмотрим приемник энер­гии, работающий с постоянной активной мощностью при постоянном напряжении в сети.

Подключение COS-1

Подключение COS-1.

Ток в приемнике, а, следовательно, и в проводах, соединяющих его с генератором электрической энергии, при этих условиях зависит от cos? :

P = UI cos?,      I = P : U cos?,  

Чем меньше cos ? приемника, тем больший ток должен быть в са­мом приемнике, в генераторе, в соединительных проводах, трансфор­маторе и других элементах сети электроснабжения.

Мощность тепловых потерь, согласно закону Ленца-Джоуля, пропорциональна квадрату тока и сопротивлению проводов:

?P = I2r

Очевидно, чем больше ток приемника, тем больше потеря энергии в электрической цепи. Стоимость потерянной энергии входит в эксплуа­тационные расходы. Увеличение cos?  приемников ведет к уменьшению тока, сокращению потерь энергии и эксплуатационных расходов.

Если электротехническая установка спроектирована с относительно низким cos?, то оборудование (коммутационная аппаратура, приборы для контроля и др.) и провода должны быть выбраны на большие токи, чем при высоком cos?. Это значит, что оборудование должно быть установлено относительно больших размеров, а провода — большего сечения. Последнее повлечет за собой увеличение объема зданий, утяжеление фундамента и опор и т. п.

Увеличение коэффициента мощности приемников энергии приводит к сокращению капитальных затрат.

Генераторы электрической энергии и трансформаторы характеризуются номинальной мощностью, которая определяется произведе­нием номинальных значений напряжения и тока:

SH = UнIн

Наиболее полное использование генераторов и трансформаторов соответствует режиму работы с номинальным током при номинальном напряжении (особые случаи, когда допускается некоторая перегрузка оборудования при эксплуатации, здесь не учитываются).

Величина активной мощности генератора определяется не только напряжением и током, но и cos?, величина которого зависит от прием­ника энергии:

Р = UI cos?

Если приемник имеет cos ? = 1, генератор может развивать актив­ную мощность, равную его номинальной мощности, т. е. основная функция генератора — преобразование энергии — может быть выпол­нена наиболее полно, а первичный двигатель — турбина, также рас­считанный на номинальную мощность, будет работать с полной на­грузкой.

При cos ? < 1 активная мощность меньше номинальной, хотя генератор будет работать при номинальных значениях напряжения и тока. Таким образом, генератор по мощности оказывается недогру­женным. Не загружен полностью и первичный двигатель. Недогрузка турбины и генератора приводит к снижению их коэффициента полез­ного действия.

To determine the effect of power factor on the economic performance of electrical installations, consider the energy receiver, working with constant active power at a constant voltage in the network.

Connecting COS-1

COS-1 connection.

The current in the receiver, and hence the wires and connecting it to an electric energy generator, depends on the circumstances at cos? :

P = UI cos ?, I = P: U cos ?,??

The smaller cos? receiver, the current must be greater in the receiver, the generator in the connecting lines, transformers and other power supply network elements.

Power of thermal losses, according to Lenz's law, Joule is proportional to the square of the current and the resistance of the wires:

?P = I2r

Obviously, the more current the receiver, the larger the energy loss in the electric circuit. The cost of lost energy is included in operating expenses. increase cos?? receivers leads to a decrease in current, reducing energy losses and operating costs.

If the electrical installation is designed with a relatively low cos?, the equipment (switchgear, instrumentation for monitoring, etc.) and the wires should be selected high currents than at high cos?. This means that the equipment must be set relatively large, and the wires - the larger cross-section. The latter would entail an increase in the volume of buildings, increase in weight of the foundation and pillars and so on. N.

Increasing the power receivers of energy leads to a reduction ratio of capital cost.

Generators of electricity and transformers are characterized by the nominal capacity, which is determined by the product of the rated voltage and current:

SH = UnIn

The fullest use of generators and transformers corresponds to the mode of operation with rated current at rated voltage (special cases, when permitted some overloading of equipment in operation, are not included here).

The value of the generator real power depends not only on the voltage and current, but also cos?, the value of which depends on the energy of the receiver:

P = UI cos?

If the receiver has a cos? = 1, the generator can develop active power equal to its nominal capacity, ie the basic function generator -.. Energy conversion - can be done more fully, and the primary engine - the turbine, as calculated on the nominal power, will operate at full capacity.

When cos??lt; 1 less than the nominal active power, even though the generator is operated at rated voltage and current. Thus, the power generator is underused. Not fully loaded and the prime mover. Underload turbine and generator reduces their efficiency.

Для з'ясування впливу коефіцієнта потужності на економічні показники електротехнічних установок розглянемо приймач енергії, що працює з постійною активною потужністю при постійній напрузі в мережі.

Підключення COS-1

Підключення COS-1.

Струм в приймальнику, а, отже, і в проводах, що з'єднують його з генератором електричної енергії, при цих умовах залежить від cos? :

P = UI cos ?, I = P: U cos ?,  

Чим менше cos? приймача, тим більший струм повинен бути в самому приймальнику, в генераторі, в сполучних проводах, трансформаторі і інших елементах мережі електропостачання.

Потужність теплових втрат, відповідно до закону Ленца-Джоуля, пропорційна квадрату струму і опору проводів:

?P = I2r

Очевидно, чим більше струм приймача, тим більше втрата енергії в електричному ланцюзі. Вартість втраченої енергії входить в експлуатаційні витрати. збільшення cos?  приймачів веде до зменшення струму, скорочення втрат енергії і експлуатаційних витрат.

Якщо електротехнічна установка спроектована з відносно низьким cos?, то обладнання (комутаційна апаратура, прилади для контролю і ін.) і проводи повинні бути обрані на великі струми, ніж при високому cos?. Це означає, що обладнання має бути встановлено щодо великих розмірів, а дроти - більшого перетину. Останнє спричинить за собою збільшення обсягу будівель, ускладнення фундаменту і опор і т. П.

Збільшення коефіцієнта потужності приймачів енергії призводить до скорочення капітальних витрат.

Генератори електричної енергії і трансформатори характеризуються номінальною потужністю, яка визначається твором номінальних значень напруги і струму:

SH = UнIн

Найбільш повне використання генераторів і трансформаторів відповідає режиму роботи з номінальним струмом при номінальній напрузі (особливі випадки, коли допускається деяка перевантаження устаткування при експлуатації, тут не враховуються).

Величина активної потужності генератора визначається не тільки напругою і струмом, а й cos?, величина якого залежить від приймача енергії:

Р = UI cos?

Якщо приймач має cos? = 1, генератор може розвивати активну потужність, що дорівнює його номінальній потужності, т. Е. Основна функція генератора - перетворення енергії - може бути виконана найбільш повно, а первинний двигун - турбіна, також розрахований на номінальну потужність, буде працювати з повним навантаженням.

При cos? lt; 1 активна потужність менше номінальної, хоча генератор буде працювати при номінальних значеннях напруги і струму. Таким чином, генератор по потужності виявляється недовантаженим. Чи не завантажений повністю і первинний двигун. Недовантаження турбіни і генератора призводить до зниження їх коефіцієнта корисної дії.


» » » Как влияет cos ? На экономические показатели